有翼飛彈的空氣動力外形設計和空氣動力特性具有下列一些特點:①為滿足貯運、臨戰和結構方面的要求,戰術飛彈的翼面展弦比很小,一般不超過3。②為了跟蹤機動目標,戰術飛彈應有很高的機動能力,過載係數大都在20以上,甚至可達60。③戰術飛彈經常裝有一個或多個助推器,使全彈的空氣動力外形複雜化,而且存在助推器分離時的空氣動力干擾問題。④有翼飛彈的發射場所多變,可以從空中的飛機或直升機上發射,也可以從水面或水下的艦艇發射。⑤巡航飛彈的飛行速度不高,主要依靠隱蔽突防,因而出現了超低空飛行的種種問題,如地形跟蹤和海浪回響等。通過外形設計來減小雷達波反射量,也是一種重要的隱蔽手段。
正文,有翼飛彈,
正文
氣流繞經有翼飛彈時所產生的空氣動力、力矩和表面壓力分布隨飛彈外形和飛彈在大氣中的運動(包括馬赫數、雷諾數、迎角、側滑角、旋轉角速度以及沉浮速度等)而變化的規律。有翼飛彈的空氣動力外形設計和空氣動力特性具有下列一些特點:①為滿足貯運、臨戰和結構方面的要求,戰術飛彈的翼面展弦比很小,一般不超過3。②為了跟蹤機動目標,戰術飛彈應有很高的機動能力,過載係數大都在20以上,甚至可達60。③戰術飛彈經常裝有一個或多個助推器,使全彈的空氣動力外形複雜化,而且存在助推器分離時的空氣動力干擾問題。④有翼飛彈的發射場所多變,可以從空中的飛機或直升機上發射,也可以從水面或水下的艦艇發射。⑤巡航飛彈的飛行速度不高,主要依靠隱蔽突防,因而出現了超低空飛行的種種問題,如地形跟蹤和海浪回響等。通過外形設計來減小雷達波反射量,也是一種重要的隱蔽手段。
有翼飛彈
空氣動力布局戰術飛彈的空氣動力布局型式較多,諸如正常式、鴨式(穩定操縱翼面位於彈翼之前)、無尾式、三組串翼式和長邊條組合式等。飛彈沒有起飛和著陸滑跑問題,故廣泛採用十字形和×形翼面布局,無需滾轉便能直接產生側向氣動力。前後兩組翼面可以是++、××和+×、×+形的,也可採用一字和十字或×形的組合,有的戰術飛彈在飛行中全彈不斷滾轉,也有的僅尾翼段自由滾轉。助推器分串聯式和並聯式兩種。串聯式布置在飛彈尾端,通常只有 1個助推器;並聯式布置在飛彈側圍,可以只有1個(巡航飛彈),也可多至4個。 至於採用空氣噴氣發動機的有翼飛彈,進氣口的布局也有多種形式。巡航飛彈大都採用類似飛機的空氣動力布局,其著眼點不在機動性而在巡航效率。
大迎角空氣動力特性高機動性要求和小展弦比的限制,迫使戰術飛彈空氣動力設計趨向於大迎角,當迎角大於20°時彈翼的繞流是前緣脫體渦流型(見旋渦)。前緣脫體渦不僅能避免因翼面氣流分離而出現的失速現象,而且還能提供相當可觀的非線性升力(見機翼空氣動力特性)。在大迎角下,彈身側面的分離氣流也會形成脫體渦,提供彈身的非線性升力。為了加強脫體渦並使之穩定而不破裂,彈身的橫截面形狀可以做成扁圓的,或在圓彈身兩側加設小邊條。在邊條翼和拐折翼上,邊條和內翼部分產生脫體渦,外翼部分仍為附著渦,稱為混合流型,起延緩失速的作用,但仍保持升力隨迎角線性變化的特性。
複雜空氣動力干擾問題在有翼飛彈空氣動力方面,氣動干擾問題顯得比孤立部件更為重要。首先是彈身的尺寸很大,所以翼身空氣動力干擾很嚴重,彈翼和彈身的脫體渦使干擾越加複雜。其次是前翼組拖出的前緣脫體渦和後緣渦以及彈身脫體渦等對後翼組的洗流干擾效應。飛彈通常採用火箭發動機,噴口處的落壓比遠比飛機的空氣噴氣發動機大,因而噴流的自由膨脹率很高,對飛彈後段(包括該處的翼面)產生嚴重的干擾效應。
空空飛彈和空地飛彈是由飛機或直升機攜帶和發射的,這就出現了懸掛狀態和發射階段的母機與飛彈之間的空氣動力干擾問題。助推器與飛彈之間也有連線狀態和分離階段的空氣動力干擾問題。
非定常效應戰術飛彈的機動能力很強,舵偏角、仰角、側滑角、旋轉角速度和平移速度等變化很快,飛行馬赫數的變化也很劇烈,因而需要考慮空氣動力的非定常效應(見非定常空氣動力學)。
減小雷達反射面積減弱雷達波反射信號對提高飛彈生存力有重要作用(見隱身技術),這對於靠隱蔽來突防的戰略巡航飛彈和海防飛彈尤為重要。為了減小雷達反射面積,飛彈的外形必然有所改變,這就會影響飛彈的氣動研究和設計。